CN102056709A - 具有最优定位的操作员站的机床 - Google Patents

Abstract

一种操作员站被定位在机床的外侧上，而位于该机械的与工具库和自动工具调换器相同的一侧上，以便通过将工具装载的接近处保持在尽可能接近操作员的位置处从而改善了机械的人机工程学。该位置还使得可易于在视觉上接近处在工具库中和处在工具调换器中的备用位置处的工具。穿过工具库和Y轴柱前方的成一定角度的“隧道”窗使得可从操作员站对机床的作业区域进行直接的视觉观察。位于机械的侧部上的门使得可从操作员站接近刚好位于门内侧处的设备面板，从而允许做好准备的操作员能够接近位于面板上的开关、阀、充注点、过滤器和测量仪器。

Description

具有最优定位的操作员站的机床

技术领域

本发明涉及一种机床，所述机床具有操作员站，所述操作员站允许操作员监控作业区域中的作业工具的操作，具有使得可接近作业区域和该机械的设备面板的通道门，且被定位在与工具库相同的机床侧上。

背景技术

尽管现代机床是计算机控制的，但仍需操作员对机械进行编程，且操作员要经常监控机械的操作以便确保其遵循预定的操作工序，且不会出现运转失灵的情况。为了高效地实现这一点，操作员应该能够从操作员站观察作业区域中的操作工具。此外，操作员还应该能够看见工具库中的工具，且能够从操作员站监控自动工具调换机构的操作以便监视机构出现的任何故障，或者监视由所述机构返回工具库的折断的工具。此外，用于机械设备的开关、阀和控制装置应该能够从操作员站可看到且可接近。

附图说明

图1是根据本发明的机床的透视图；

图2是图1所示机床的简化视图，图中示出了处在作业区域中的作业工具；

图3是沿图1的3-3截取的剖视图，图中示出了与工具库和Y轴柱相关的操作员站；

图4是部分剖切透视图，图中示出了X轴机架构件、托盘接收器的背面和X轴驱动件；

图5是图1所示机床的左侧的平面图，图中示出了从操作员站观察的视线；和

图6是透视图，图中示出了通往操作员站的门和窗。

发明内容

本发明披露了一种具有控制面板的操作员站，所述操作员站被定位在机床的外侧上，且所述工具库和自动工具调换器系统被定位在机械的与操作员站相同的一侧上。操作员站的位置使得易于在视觉上接近(visual access to)处在工具库中和处在工具调换器中的备用位置处的工具。穿过Y轴柱前方的成一定角度的“隧道”窗使得可从操作员站对作业区域进行直接的视觉观察。门使得可从操作员站接近机械的作业区域并接近刚好位于门内侧处的设备面板，从而允许做好准备的操作员能够接近位于面板上的开关、阀、充注点、过滤器和测量仪器。位于机械防护装置上位于与操作员站接近的位置处的出入口(access hatch)使得可接近工具库以便手动地更换工具。这种布置通过将工具装载的接近处保持在尽可能接近操作员的位置处而改善了机械的人机工程学。

具体实施方式

图1示出了总体上由附图标记10表示的机床。该机床被标准防护装置12围绕，且操作员站14被定位在防护装置外侧。机床接收来自托盘操纵器17的托盘支承板16的托盘15，所述托盘操纵器可被定位在与防护装置中的托盘进入开口(access opening)18相邻的位置处。托盘15从托盘操纵器17被传递至托盘接收器19，所述托盘接收器是该机械的一部分。托盘接收器19随后被驱动而到达位于主轴和作业工具前方的该机械的作业区域。在正常操作过程中，工件16将被夹持到如图2所示的托盘15上。

操作员观察站14被定位以便允许操作员从操作员站观察工具库21和处在防护装置内部的自动工具调换机构22。从操作员站观察，工具库21和工具调换机构22被定位在刚好位于防护装置内侧的位置处，且被定位在Y轴柱的与操作员站14相同的侧部上以便通过将工具调换机构保持在尽可能接近操作员的位置处而改善系统的人机工程学。自动工具调换器22包括双手式(two-handed)行进工具调换器臂部23，所述臂部被安装在引轨24上。臂部23的第一端25从工具库21中移除第一工具并从与工具库相邻的位置移至与主轴头相邻的位置。臂部的第二端随后从主轴头上移除第二工具并使用该臂部的第一端以所属领域众所周知的方式将第一工具放置在主轴头中。操作员站14包括标准控制面板27，由此使得操作员可对机械10进行编程和操作。

图2示出了机床的X轴元件、Y轴元件和Z轴元件。带有工件16的托盘15被定位在主轴或多轴头30的前方且这使得形成了作业区域，所述主轴或多轴头承载着作业工具31。Y轴柱32是固定且分叉的。如图2且如图3所示，Y轴柱32承载着可垂直移动的鞍座33，所述鞍座被安装在垂直线性导引件或滑道34上，如图3最佳示出地那样。伺服马达36被安装在Y轴柱32的每一侧上，且每个伺服马达36都被联接至驱动螺钉37。驱动螺钉37与位于鞍座33的相对侧上的驱动螺母38接合，且伺服马达36被用来使鞍座升高和降低至所需垂直位置。

可垂直移动的鞍座33承载着Z轴滑动件40。Z轴驱动组件41包括伺服马达42和驱动螺钉43，所述伺服马达和驱动螺钉被安装在该Z轴鞍座上。Z轴驱动组件41可被选择性地控制以便沿Z轴将Z轴滑动件40和作业工具31定位在所需位置处。

X轴机架构件44支承着X轴壁部49，如图4最佳地示出地那样。多条X轴轨道45被安装在X轴壁部49上。托盘接收器19被安装在X轴轨道45上以便沿X轴进行水平移动。图中假想示出的一个或多个X轴驱动马达46被安装在X轴壁部49上以便驱动托盘接收器沿X轴轨道来回移动。X轴机架构件44分别通过上部管状机架构件47和下部管状机架构件48被联接至Y轴柱32。

图3更为详细地示出了该机械的某些元件。导引鞍座33进行垂直移动的两条Y轴滑道34被定位在分叉的Y轴柱32上而位于鞍座的任一侧上。两个Y轴柔性缆线导引件50被设置以便将电力缆线和液压缆线以及类似装置从Y轴柱32的固定部分承载至可移动的鞍座33。Z轴柔性缆线导引件51被设置以便将电力缆线和液压缆线从鞍座33承载至Z轴滑动件40。图3示出了X轴轨道45，所述轨道从机械的一侧延伸至另一侧以便支承托盘接收器19且以便将工件定位在作业工具前方。托盘接收器19在Y轴柱前方并居中。同样如图3所示，工具库21被安装在Y轴柱32与操作员站14之间以使得从操作员站既可以视觉方式接近工具库也可以物理方式接近工具库。

图4是机床背面的透视图，图中示出了支承着X轴壁部49的X轴机架构件44和54。X轴驱动马达46被安装在X轴壁部49上，且X轴轨道45被安装在X轴壁部上。驱动马达的输出轴设有小齿轮56。小齿轮56与位于托盘接收器19的后表面58上的细长齿条57接合。托盘接收器19可被X轴驱动马达46驱动而前后移动穿过X轴轨道45。在如图所示的实施例中，使用了两个X轴驱动马达46，但其它驱动构型也是可能的。

图5是图1所示机床的左侧的平面图，图中示出了操作员站14和从操作员站朝向机床的各个部分的视线。第一条视线沿着作业工具31的方向从操作员站穿过机加工观察窗61。如图2所示的将X轴机架构件44联接至Y轴柱32的上部管状机架构件47与下部管状机架构件48之间的间隔使得可在视觉上进行接近，从而使得操作员能看到作业区域中的作业工具31。第二条视线穿过上头的工具调换器窗62，该视线使得当自动工具调换器与工具库21相邻时，操作员可看到该自动工具调换器22。第三条视线穿过设备通道门64中的设备窗63，如图6最佳示出地那样，该视线使得操作员可看到设备面板66。第四条视线穿过工具观察窗67，该视线使得操作员可看到工具库21中的工具70。处在操作员左边的作业区域通道门68提供了穿过防护装置12的通路且使得操作员可进入作业区域。该作业区域通道门将通常设有互锁装置，从而使得当机械处于运行过程中时，该门将不会打开。

图6示出了移除了控制面板27的操作员站，以便更好地示出通往操作员站的门和窗。工具观察窗67允许操作员对工具库中的工具进行视觉检查。工具调换器窗62允许操作员对工具调换器机构22相对于工具库移除并更换工具时的操作进行监控。机加工观察窗61使得操作员可对机械处于运行过程中时的工件和作业工具进行观察。作业区域通道门68从操作员站通往机械内部以便允许操作员接近作业区域从而检查工件16或主轴头30。作业区域通道门68中的窗71提供了对X轴轨道45和托盘接收器19的视觉观察，即使当门68被关闭时仍是如此。

位于操作员前方的设备通道门64使得操作员可进入机械以便对设备面板66进行维护。大多数的机械设备，如开关、阀、充注点、过滤器和测量仪器以及类似设备位于设备面板上，从而使易于从操作员站14处的操作员的正常位置处接近所述设备，因此促进了保护性维护和对紧急故障的早期诊断，以至于它们不会中断机械的操作。当设备通道门64被关闭时，可通过门中的设备窗63看到设备面板。

图6还示出了工具出入口72，所述工具出入口使得可接近防护装置12的内部从而允许操作员手动移除并更换工具库中折断的或磨损的工具。工具出入口72适宜地位于与操作员站14邻近的位置处。

上面对本发明进行了描述，多种变化和变型对于所属领域技术人员而言是显而易见的，这些变型和变化被认为落入由所附权利要求书限定的本发明的范围内。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种机床，所述机床具有大体上垂直的移动轴X轴、Y轴和Z轴，且所述机床具有包含作业工具的作业区域，所述机床包括：

Y轴柱；

被安装在所述Y轴柱的侧部上的工具库；

用于所述工具库中的所述工具且被安装在所述Y轴柱的与所述工具库相同的侧部上的自动工具调换器；

围绕着所述机床的所述X轴、Y轴和Z轴、所述Y轴柱、所述工具库和所述自动工具调换器的防护装置；

用于所述机床的操作员站，所述操作员站包括用于所述机床的控制面板，所述控制面板位于所述防护装置的外侧上且被定位在所述Y轴柱的与所述工具库和所述自动工具调换器相同的侧部上，从而使得所述工具库和所述自动工具调换器位于所述操作员站与所述作业区域之间，由此使得操作员可在视觉上从所述操作员站接近所述工具库和所述自动工具调换器中的工具且由此使得所述操作员可监控所述自动工具调换器的操作；

位于所述操作员站处的处在所述防护装置中的机加工观察窗；和

从所述操作员站穿过所述机加工观察窗而到达所述作业工具的第一视线，由此使得所述操作员可在视觉上从所述操作员站接近所述作业工具。

2.根据权利要求1所述的机床，

其中所述控制面板可用于使得所述操作员能够对所述机床进行编程和操作。

3.根据权利要求1所述的机床，其中所述作业区域位于所述Y轴柱的正面处且被定位在所述Y轴柱与所述机床的X轴之间，且所述第一视线在所述Y轴柱前方穿过。

4.根据权利要求1所述的机床，进一步包括：

从所述操作员站穿过处在所述防护装置中的工具调换器窗的第二视线，所述视线使得当所述自动工具调换器与所述工具库相邻以便进行工具调换操作时，可在视觉上从所述操作员站接近所述自动工具调换器。

5.根据权利要求1所述的机床，进一步包括：

用于所述机床的被定位在所述防护装置内部的设备面板，所述设备面板包含用于所述机床的开关、阀、充注点、过滤器和测量仪器；和，

位于所述操作员站处的处在所述防护装置中的设备通道门，所述设备通道门使得可从所述操作员站接近所述设备面板。

6.根据权利要求5所述的机床，进一步包括：

处在所述设备通道门中的设备窗；和

穿过处在所述设备通道门中的所述设备窗的第三视线，所述视线使得可在视觉上从所述操作员站接近所述设备面板。

7.根据权利要求6所述的机床，进一步包括：

位于所述操作员站处的处在所述防护装置中的工具观察窗和穿过所述工具观察窗的第四视线，所述第四视线使得可在视觉上从所述操作员站接近处在所述工具库中的所述工具。

8.根据权利要求1所述的机床，进一步包括：

处在所述防护装置中使得可从所述操作员站接近所述机床内部的作业区域通道门，所述作业区域通道门使得可接近所述机床的所述作业区域。

9.根据权利要求1所述的机床，进一步包括：

位于与所述操作员站邻近的位置处的处于所述防护装置中的工具出入口，所述工具出入口使得可接近所述工具库以便手动地移除和更换所述工具库中的工具。

Claims (9)

1.一种机床，所述机床具有大体上垂直的移动轴X轴、Y轴和Z轴，且所述机床具有包含作业工具的作业区域，所述机床包括：

Y轴柱；

被安装在所述Y轴柱的侧部上的工具库；

用于所述工具库中的所述工具的自动工具调换器；

围绕着所述机床的所述X轴、Y轴和Z轴、所述Y轴柱、所述工具库和所述自动工具调换器的防护装置；

用于所述机床的操作员站，所述操作员站包括用于所述机床且位于所述防护装置的外侧上且被定位在所述机床的与所述工具库和所述自动工具调换器相同的侧部上的控制面板，从而使得所述工具库和所述工具调换器位于所述操作员站与所述作业区域之间，由此使得操作员可在视觉上从所述操作员站接近所述工具库和所述自动工具调换器；

位于所述操作员站处的处在所述防护装置中的机加工观察窗；和

从所述操作员站穿过所述机加工观察窗而到达所述作业工具的第一视线，由此使得所述操作员可在视觉上从所述操作员站接近所述作业工具。

2.根据权利要求1所述的机床，

其中所述控制面板可用于使得所述操作员能够对所述机床进行编程和操作；和

从所述操作员站穿过所述机加工观察窗而到达所述作业工具的第一视线，由此使得所述操作员可在视觉上从所述操作员站接近所述作业工具。

3.根据权利要求1所述的机床，其中所述作业区域位于所述Y轴柱的正面处且被定位在所述Y轴柱与所述机床的X轴之间，且所述第一视线在所述Y轴柱前方穿过。

4.根据权利要求1所述的机床，进一步包括：

从所述操作员站穿过处在所述防护装置中的工具调换器窗的视线，所述视线使得当所述自动工具调换器与所述工具库相邻时，可在视觉上从所述操作员站接近所述自动工具调换器。

5.根据权利要求1所述的机床，进一步包括：

用于所述机床的被定位在所述防护装置内部的设备面板，所述设备面板包含用于所述机床的开关、阀、充注点、过滤器和测量仪器；和，

位于所述操作员站处的处在所述防护装置中的通道门，所述通道门使得可从所述操作员站接近所述设备面板。

6.根据权利要求5所述的机床，进一步包括：

处在所述设备通道门中的设备窗；和

穿过处在所述设备通道门中的所述设备窗的视线，所述视线使得可在视觉上从所述操作员站接近所述设备面板。

7.根据权利要求6所述的机床，进一步包括：

位于所述操作员站处的处在所述防护装置中的工具观察窗和穿过所述工具观察窗的另一条视线，所述另一条视线使得可在视觉上从所述操作员站接近处在所述工具库中的所述工具。

8.根据权利要求1所述的机床，进一步包括：

处在所述防护装置中使得可从所述操作员站接近所述机床内部的作业区域通道门，所述作业区域通道门使得可接近所述机床的所述作业区域。

9.根据权利要求1所述的机床，进一步包括：

位于与所述操作员站邻近的位置处的处于所述防护装置中的工具出入口，所述工具出入口使得可接近所述工具库以便手动地移除和更换所述工具库中的工具。

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